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1、第3课时能源的充分利用,国家游泳中心又被称为“水立方”，位于北京奥林匹克公园内，是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是2008年北京奥运会标志性建筑物之一。,“水立方”采用了许多先进的节能技术，包括热泵的使用、太阳能的利用、水资源的综合利用、先进的采暖空调系统，以及控制系统和其他节能环保技术，如采用内外墙保温来减少能量的损失、采用高效节能光源与照明控制技术等。这些新标准、新技术、新材料的采用，为我国今后建筑的节能建设起到了良好的示范作用，还可进一步带动和促进我国建筑节能技术产业化的发展。那么你知道还有哪些能源能被利用吗？,1人们通常用 或 来衡量燃料放出热量的大小。2标准燃烧热：在
2、的压强下，物质的反应热叫做该物质的标准燃烧热。已知热化学方程式：,标准燃烧热,热值,101 kPa,1 mol,完全燃烧,285.8 kJmol1,3热值：物质完全燃烧的 叫做该物质的热值。4能源是可以提供能量的自然资源，它是国民经济和社会发展的重要。我国目前使用的主要能源是，但这是不可再生能源，最终会枯竭。目前我们使用的能量的主要形式是 和，热能主要通过燃烧煤、石油、天然气、植物秸秆等物质而获得。因此，提高这些物质的 对于节约能源十分重要。5随着社会的发展，人类对能源的需求不断增大，开发 成为当前国际能源研究的重要课题。目前，科学家们正在开发和研究、风能、地热能、潮汐能和 等新能源。新能源应
3、具有 等特点。,1 g,反应热,反应热,化石燃料,电能,热能,燃烧效率,新能源,太阳能,氢能,生物质能,资源丰富、可再生、无污染或少污染,甲同学根据1 mol CO(g)和1 mol H2(g)燃烧放出的热量总和比1 mol C(s)燃烧放出的热量多，认为：“煤炭燃烧时加少量的水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。”乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图：,乙同学认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样，而将煤转化为水煤气会增加消耗。因此，将煤转化为水煤气得不偿失。”你认为他们的观点对吗？将你的想法与同学交流讨论。,提示：根据盖斯定律作的循环图分析可知，甲同学的观点不正确。乙
4、同学：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样”的观点是正确的，“将煤转化为水煤气会增加消耗，因此，将煤转化为水煤气得不偿失”的观点是不正确的。将煤转化为水煤气后，一个优点是燃料过程中减少了二氧化硫、粉尘等污染物的排放。因此，将煤转化为水煤气不是得不偿失，而是得大于失。,2燃烧热与中和热是什么关系？提示：燃烧热与中和热都属于反应热，但它们具有各自的定义范围，都属于特殊条件下的反应热，如图所示。燃烧热和中和热之间的异同关系，在下表中阐述得更加明确。,知识点1标准燃烧热和热值1标准燃烧热在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧的反应热叫做物质的标准燃烧热。掌握标准燃烧热的概念
5、应注意：(1)标准燃烧热通常是由实验测得的，可燃物以1 mol作为标准进行测量。表示燃烧热的化学方程式，燃料的物质的量一定是1 mol。,(2)完全燃烧，如C燃烧应生成CO2(g)，而生成CO(g)属于不完全燃烧。(3)生成稳定状态的稳定物质，常见元素对应的稳定状态的稳定物质分别是：氢元素转化为液态水，氮元素全部转化为氮气，硫元素全部转化为二氧化硫气体。,2热值(1)定义：1 g物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值。(2)意义：标准燃烧热是表示1 mol燃料燃烧放出的热量，但是在生活中，常用单位质量燃料燃烧放出的热量，来衡量燃料放出能量的高低即换算出热值。H2的热值高，而且洁净可再生，使氢气成
6、为最具有开发价值的能源。,由此判断，正丁烷的燃烧热是()A2878 kJ/molB2658 kJ/molC1746 kJ/mol D1526 kJ/mol【解析】燃烧热是指在25、101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。因此正丁烷完全燃烧产物应为CO2(g)和H2O(l)，所以正丁烷的燃烧热为H2878 kJ/mol。,【答案】A点评：本题主要考查了燃烧热的概念和热化学方程式的书写，考查考生对概念的理解能力。,变式训练1下列H表示物质标准燃烧热的是()AC(s)O2(g)=CO2(g)H1B2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2CCH4(g)2O2(g)=C
7、O2(g)2H2O(g)H3DH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H4,解析：本题主要是对燃烧热的概念的考查，判断时易忽视“1 mol可燃物”、“生成稳定状态的稳定物质”、“完全燃烧”等关键词。B燃料非1 mol，C燃烧产物非稳定状态，水为液态时为稳定态，D非“稳定状态的稳定物质”，氢元素所对应的稳定物质应是液态水，即燃烧热指可燃物与氧气反应。答案：A,知识点2能源的充分利用1能源结构：所谓能源就是指可以提供能量的自然资源，主要包括化石燃料、太阳能、风能、水能、潮汐能、核能等等。人类需要的能量形式通常是电能和热能，而大部分的电能和热能是由可燃物燃烧转化来的，因此研究可燃物的燃烧效率具有重要的
8、意义。另外，由于自然界中的可燃物是不可逆转的，这就要求人类必须节约传统的化石燃料能源，开发新能源以适应人类社会的发展需要。,2煤作燃料的利弊问题：煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。煤作为固体燃料，燃烧速率慢，热利用效率低，且运输不方便。可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化以及实现烟气净化脱硫等，减少燃煤对环境的污染，提高热利用率。,回答：(1)上述四个热化学方程式中，H0的有_。(2)根据能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之间的关系为_。(3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生热量的关系正确的是_。Aa比b多 Ba比b少Ca与b理论上相同 D无法判断,(4)与
9、途径a相比，途径b的优点有_。【解析】(1)本小题考查的是常见的吸热反应和放热反应，大多数化合反应是放热反应，而碳与水蒸气的反应是吸热反应。(2)根据能量守恒定律(即盖斯定律)，一个反应不管分一步进行还是分几步进行，最终热效应是完全相同的，故E1E2E3E4。所以(3)中a与b理论上相同。(4)由于煤是固体，容易燃烧不充分且产生烟尘和二氧化硫，并且不能用管道运输，一旦将煤转化为水煤气，就可以避免这些问题。,【答案】(1)(2)E1E2E3E4(3)C(4)提高燃烧效率、减少烟尘和二氧化硫的产生、便于管道运输点评：化石燃料的利用还需要解决的问题：(1)煤和石油燃烧时，常常发生不完全燃烧，排放出大
10、量烟尘和一氧化碳气体。(2)有些煤中灰分含量大，水分多，热值较低。(3)某些化石燃料燃烧排出的废气中含有二氧化硫和氮的氧化物，直接排放到大气中会污染空气并形成酸雨。,变式训练2我国燃煤锅炉多采用沸腾炉(注：通过空气流吹沸使煤粉在炉膛内呈“沸腾状”燃烧)，采用沸腾炉的好处是()A增大煤的燃烧热并形成清洁能源B减少煤中杂质气体(如SO2)的形成C提高煤炭的热值，并减少CO的排放D使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率,解析：一定条件下，煤的燃烧热和热值是固定不变的，故A、C错误；燃煤锅炉采用沸腾炉并不能减少SO2的排放，要减少SO2的排放需要加入生石灰，故C错误；通过空气流吹沸使煤粉在炉膛内呈“沸腾
11、状”燃烧，增大了煤与氧气的接触面积，故使煤燃烧充分，从而提高燃料的利用率。答案：D,1如图所示为“能源分类图”，下列选项中全部符合图中阴影部分的能源是()A煤炭、石油、海洋能B太阳能、风能、生物质能C水能、生物质能、天然气D地热能、海洋能、核能,解析：本题主要考查了能源的分类，新能源包括太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能；可连续再生、持续利用的一级能源称为可再生能源，如水力、风能等，故正确答案为B。答案：B,2空气是人类生存所必需的重要资源，为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是()A推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染B实施绿化工程，防治扬
12、尘污染C研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染D加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量,解析：D项做法增加了空气中SO2、CO2的含量。故正确答案为D。答案：D,解析：在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。表示标准燃烧热的热化学方程式必须是燃烧1 mol物质且生成稳定的物质时的热化学方程式。答案：A,4关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是()A组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源B设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气C寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量D寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气,解析：组成水的氢和氧是两种元素不是两种物质，另外使水变成氢气必须使水分解，故A项不正确；水分解是吸热反应，不管条件如何其热效应不变，故C不正确；而水在高温时或有特殊化学物质做催化剂较低温度时可以分解生成氢气，故B、D正确。答案：AC,
